Continuous Symmetries and Approximate Quantum Error Correction
Notice bibliographique
Résumé
Quantum error correction and symmetry arise in many areas of physics, including many-body systems, metrology in the presence of noise, fault-tolerant computation, and holographic quantum gravity. Here, we study the compatibility of these two important principles. If a logical quantum system is encoded into n physical subsystems, we say that the code is covariant with respect to a symmetry group G if a G transformation on the logical system can be realized by performing transformations on the individual subsystems. For a G-covariant code with G a continuous group, we derive a lower bound on the error-correction infidelity following erasure of a subsystem. This bound approaches zero when the number of subsystems nor the dimension d of each subsystem is large. We exhibit codes achieving approximately the same scaling of infidelity with n or d as the lower bound. Leveraging tools from representation theory, we prove an approximate version of the Eastin-Knill theorem for quantum computation: If a code admits a universal set of transversal gates and corrects erasure with fixed accuracy, then, for each logical qubit, we need a number of physical qubits per subsystem that is inversely proportional to the error parameter. We construct codes covariant with respect to the full logical unitary group, achieving good accuracy for large d (using random codes) or n (using codes based on W states). We systematically construct codes covariant with respect to general groups, obtaining natural generalizations of qubit codes to, for instance, oscillators and rotors. In the context of the AdS/CFT correspondence, our approach provides insight into how time evolution in the bulk corresponds to time evolution on the boundary without violating the Eastin-Knill theorem, and our five-rotor code can be stacked to form a covariant holographic code.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».